（通信与信息系统专业论文）一种支持多媒体增值业务的voip服务器.pdf

芒8 已e3l 综合服务需求，使v o i p 服务系统的实现和运营充满挑战。 论文对不同的v o i p 解决方案进行了广泛的研究，在消化和分析开源软件的基 础上，实现了支持多媒体综合服务的系列服务器。通过对l a x 协议的扩展，实现 了对即时消息服务的支持；提出和实现了增强的电话会议服务；针对多运营域协 作的需求，提出了一种数据库共享的域间呼叫模型，很好解决了多运营域间的信 任和协作，有效的减少了时延和保障了语音质量。论文参考s i p 协议的业务管理 一，标准，根据运营的实际需要，提出了基于i c e 代理的多媒体业务网络管理方案，实 现了配置管理、计费管理、业务和用户管理、网络和安全管理的原型系统。 论文的主要研究成果已应用于普罗通信公司运营的v o i p 多媒体网络，该网络 已投入运营。 氐 。 f 一关键词：v o i p 、l a x 、即时消息、电话会议、网络管理 浍 一z ol，h 矿 膏 ， 玲 卜1 一 勺 f ， i a b s t r a c t t h ev o l pt e c h n o l o g yi sb e i n gi nt h es u d d e ne v o l u t i o np r o c e s s t h e e x i s t i n g p r o t o c o l s f l a wa n dt h em a r k e to fv 0 口w h i c he x p a n d sd a yb yd a y , c a u s e st h ev 0 口 s e r v i c es y s t e mt h er e a l i z a t i o na n dt h eo p e r a t i o nm e e tg r e a t c h a l l e n g e 。 t h e p a p e rh a sa ne x t e n s i v er e s e a r c ht ot h ed i f f e r e n tv 0 口s o l u t i o n ，i nd i g e s t sa n d a n a l y z e st h es o u r c es o f t w a r ei nt h ef o u n d a t i o n ，r e a l i z e dm u l t i m e d i as e r v e rw h i c h s u p p o r t ss e r i e so fs e r v i c e ，i n c l u d i n gt h es u p p o r tf o ri n s t a n tm e s s a g e ，e n h a n c e m e n t t e l e c o n f e r e n c es e r v i c e i nv i e wo ft h em u l t i - o p e r a t i o n sd o m a i nc o o p e r a t i o nd e m a n d ， p r o p o s e db e t w e e no n ek i n do fd a t a b a s es h a r i n gd o m a i nc a l l st h em o d e l ，s o l v e dt r u s t a n dt h ec o o p e r a t i o nb e t w e e nt h em u l t i - o p e r a t i o n sd o m a i n ，e f f e c t i v er e d u c t i o ne x t e n d e d a n ds a f e g u a r d e dt h ev o i c eq u a l i t y ；t h ep a p e rr e f e r st ot h es i pp r o t o c o lt h eb u s i n e s s m a n a g e m e n ts t a n d a r d ，a c c o r d i n gt ot h eo p e r a t i o na c t u a ln e e d ，p r o p o s e db a s e do nt h e i c ep r o x ym u l t i m e d i as e r v i c en e t w o r km a n a g e m e n tp l a n ，r e a l i z e dt h ec o n f i g u r a t i o n m a n a g e m e n t ，b i l l i n gm a n a g e m e n t ， s e r v i c ea n du s e rm a n a g e m e n t ，t h en e t w o r ka n d t h es a f e t yc o n t r o lp r o t o t y p es y s t e m t h ep a p e rm a i nr e s e a r c hr e s u l t sh a v e a p p l i e di n g e m t e kt h eo p e r a t i o nv o i p m u l t i m e d i an e t w o r k ，t h i sn e t w o r kh a sp u ti n t os e r v i c e ， k e y w o r d s ：v o i p ，i a x ，i n s t a n tm e s s a g e ，c a l lc o n f e r e n c e ，n e t w o r km a n a g e m e n t ， 目录 第一章绪论：1 1 1 背景分析1 1 2v o i p 发展概况。2 。1 3 论文所作的主要工作3 1 4 论文章节安排4 第二章i p 电话的相关标准和协议。5 2 1 相关标准组织。5 2 2v o i p 相关协议7 2 2 1r t p 协议。7 2 2 2r t c p 协议8 2 2 3h 3 2 3 协议9 2 2 4s i p 协议。1 3 2 2 5i a x 协议。1 5 2 3d 、结一：。1 8 第三章a s t e r is k 2 1 3 1a s t e r is k 概述2 1 3 2a s t e r i s k 的配置2 3 3 2 1 信道接口的配置2 4 3 2 2 电话应用的配置2 6 3 2 3a s t e r i s k 的实时配置2 7 3 3d i a l p l a n 概念。2 7 3 4a s t e r is k 的管理机制2 9 3 5 小结3 1 第四章业务实现3 3 4 1 即时消息。3 3 4 2 电话会议3 5 4 2 1 基于即时消息的电话会议3 6 4 2 2 基于服务器主动外拨和重定向的电话会议3 7 4 2 3 状态改变的消息传递机制3 8 4 3v o i c e m a il ：；9 4 4 域间呼叫。4 0 4 5 ，j 、结j 4 1 第五章v 0 i p 的网络管理。4 3 5 1 总体架构4 3 5 2 配置管理4 4 5 3 计费管理4 5 5 4 业务与用户管理4 7 5 4 1 用户管理系统。j 4 7 5 4 2 业务统计功能4 7 5 5 网络管理4 8 5 5 1 呼叫管理系统( c m s ) 4 8 5 5 2 网络管理系统( n m s ) 4 8 5 5 3 网络监控系统( n m ) 4 9 5 6v o l p 网络的系统安全4 9 5 7 小结4 9 第六章总结。5 1 致谢! ；3 参考文献5 5 作者在读研期间的成果5 7 发表论文5 7 参加科研项目5 7 j & 玉 v o i p ( v o i c eo v e r 口) 是一种通过i n t e m e t 网络来传输语音数据的技术。这项新 技术的产生是伴随着i n t e m e t 商业化之后。i p 可以对以下三个方面产生直接影 响：削减运营成本、减少资本开支和提供一个支持各种创利服务的平台。任何技 术得以商用化的真正驱动力来源于用户的需求，坤也不例外。v o 口能够消减语 音的成本，但是单纯依靠廉价的语音不能给v o i p 带来显赫的发展，真正切合用户 需求的是口技术的广域性和移动的便捷性。随着经济的发展，越来越多的企业成 长成为全球性企业，经济的全球化成为一种发展的必然趋势，经济的全球化需要 一个全球化的通信架构，口的架构是全球化的，其广域性意味着在有互联网的地 方，你就可以和别人进行通信。移动的便捷性在于，通过口网络可以实现p c 和 p c ，p c 和电话，电话和电话的互接。 从运营商和用户两者的角度看，口的更大的吸引力在于能够提供比电路交 换更吸引用户的新业务，并满足电信运营的基本需求，这也是v o i p 发展的关键。 通过v 0 口系统最有可能首先实现的新业务，包括视频通信、数据和多媒体文本传 送等电路交换技术不能支持或只能部分支持的业务。 传统的电路交换网络主要是针对语音业务设计的，无法完全满足其它通信形 式的需求，这是由于数据等业务和语音业务对网络特性的要求存在巨大的差异。 过去，只能针对不同业务建设相对独立的网络，彼此间无法有效利用对方的网络 资源，也不可能将多种业务结合起来产生新的业务形式。随着技术的不断发展， 人们一直在探索在单一网络上提供语音、图像、文本和数据等多种业务的可能性， i s d n 、a t m 等技术都是这种努力的结果。但这些技术由于成本过高，始终没有 在市场上得到推广。 口技术和这些技术比并没有先进性可言，能够得到广泛关注是由于其既能满 足建设多业务融合网络的要求( 可以将t c p i p 协议作为统一的传输协议来跨越不 同形式的物理网络，同时传输不同的媒体流) ，又具有廉价和简便的特点。因此， 近年来人们纷纷将口技术引入到电信网络中，产生了口电话和i p 视讯等新形式 的电信业务。 目前的v o i p 系统能够提供的主要还是语音业务。但口系统实际上具有同 时传送包括语音、图像、数据、消息等多种媒体形式的潜力，而且由于m 终端设 备具有较高的智能性，除了实现基本的点到点媒体流传送外，还可以灵活的将基 本业务进行组合以提供新的业务形式，这一点是传统的电路交换技术无法实现的。 ，一 2 一种支持多媒体增值业务的v o l p 服务器 v o l p 系统目前业务单一的问题，主要是由于人们对如何利用v 0 口系统开展其它 新业务的研究还刚开始，如果不能尽快地解决将限制v o l p 系统进一步发展的可 能。 将来的m 系统能提供的业务可以划分为基本业务和增值业务两大部分。基 本业务包括： 1 ) 点到点或点到多点的i p 语音通信，如目前的i p 电话业务； 2 ) 点到点或点到多点的i p 传真业务，如目前的i p 传真业务； 3 ) 点到点或到有限多点的动态图像传送业务，如可视电话业务； 点到点或点到多点的静态图片的传送业务； 5 ) 多媒体短消息业务； 国数据传送业务。 其中一些业务在电路交换网上也可以实现，但成本高、实现方式复杂，一直 没有得到很好的推广。 增值业务是指在基本业务的基础上实现的，更为灵活的业务提供方式，包括 对各种基本业务的组合。其实现方式还在不断增加之中，传统的电路交换网已经 实现了部分业务，可是随着业务需求的越来越复杂，新的增值业务在传统电话网 上实现的难度越来越大，有些甚至无法实现。 v o l p 技术除了能够提供传统的电路交换不能提供的业务外，也符合当前网络 融合的大趋势。电信、计算机和有线电视网络原本各有自己的业务领域和不同的 技术特征，长期以来，无论是业务还是网络，都是相互分离的，各自为政。这种 局面导致建设和运行维护成本高，不利于资源的综合利用，也难以向用户提供真 正的综合业务。于是业界提出了“三网融合 的构想。 数字化的趋势使得话音、数据和图像业务都可以通过转换和编码表示为相同 的0 1 数据信号，从而在统一的平台上传输和交换。这就奠定了三网融合的基础。 三网融合是人们追求多媒体业务的必然要求和信息技术发展的自然结果，其好处 是多方面的：可以降低运营成本，可以更便捷地满足用户对多业务的需求，可以 提供更优质的服务，便于新业务的开发，通过不同的网络间的竞争和融合可以推 动整个产业的发展。从技术层面上讲，三网融合的主要问题是三网所基于的技术 和采用的标准各异。而i p 技术和互联网技术的发展，使三网融合的前景豁然开朗， 因为t c p i p 协议成为三网都普遍接受的通信协议，目前三网都在朝口化的方向 演迸和发展。 1 2v o l p 发展概况 、b 口在国内的发展经历了如下三个阶段。1 9 9 6 年到1 9 9 9 年是口发展的第 够 弓 i毒 r q & 奁 第一章绪论 3 一阶段。初期的口网络不具有电信运营的o s s 和商业模式，没有与p s t n 等 传统电信网络互连。因此，只能在企业网、互联网上小规模地提供不保证服务质 量的语音通信。在这个阶段普通消费者是享受不到物美价廉的v o l p 服务的。 1 9 9 9 年到现在是v o i p 发展的第二阶段。在这个阶段，软交换概念开始提出， 运营商组建了大规模商用的口长途业务网，为公众提供有服务质量保证的长途 语音通信；此阶段与第一阶段的重要区别在于i p 网络已经与传统电信网实现了 互连互通，也有了完善的o s s 和特别建设的承载网的支持，v 0 口业务开始向普 通消费者推广。另外，这个阶段有一个重要特点便是v 0 m 作为基本电信业务之一 开始受到政府主管部门的严格监管。 从现在开始是v o m 发展的第三个阶段，目标是向n g n 演进，这是一个非常 重要的阶段，这时候的v o i p 将成为一项普遍服务。这个阶段如下有1 0 大主要特 征，这1 0 大特征同时也是v o i p 业务向n g n 业务网演进过程中必须解决的1 0 大 问题。1 0 大特征如下： 1 )口延伸到末端以提供有服务质量保证的通信业务； ： 向公众提供更丰富的个性化的语音增值业务； 3 )从单一媒体通信向多媒体通信发展； 融合固定通信业务与移动通信业务； 5 )融合电信业务和互联网业务； 国n g n 大网开始出现，不同网络之间有很好的互联互通和互操作； 乃n g n 网内媒体信号处理问题得以有效解决； 等 鳓业务网具有强大的o s s 做支持； 可监管，可合法监听； 1 0 ) 具有良好的商业运营模式。 第二阶段是电话到电话通信模式，口只到网关。通过专门的口承载网，比 如v p n ，以及运营商内部加强管理等措施，暂时回避了口网络的各种问题。但 在第三阶段，口是到末端的，第二阶段被暂时回避了的口网络的各种问题又都 显现出来，这就是o o s 、安全、用户业务管理、以及口地址不够等问题。这些问 题都是无法回避的，否则就无法实现第三个阶段的目标。 1 3 论文所作的主要工作 本文的课题来源于普罗通信公司的v o 职多媒体网络项目。多媒体系统旨在提 供一个能够提供多种业务的软交换平台。该平台要求能够连接任何网络、任何终 端、任何技术，并基本解决v o i p 第二阶段遇到的各种问题。本文的工作主要体现 在如下三个方面：1 研究了一种新的v o i p 协议i a x 协议。2 对开源的v o l p 软 k ，譬 。o k 4 一种支持多媒体增值业务的v o l p 服务器 件a s t e r i s k 源码进行了深入的研究和分析，基于a s t e r i s k 的网络配置和语音通话、 即时消息、电话会议、v o i c e m a i l 、域间呼叫的实现。3 v o 口网络管理的实现。 1 4 论文章节安排 论文共包括五章内容。 第一章介绍了v o i p 的背景分析、发展概况及论文的主要工作； 第二章介绍了v o 口的相关标准和协议并对i a x 协议进行了详细的介绍和分 析，比较了现有v o 口协议的优缺点； 第三章论述了最新的v o 口技术a s t e r i s k 技术，详细介绍了a s t e r i s k 的体系结 构、配置、拨号方案和管理机制； 第四章详细描述了a s t e r i s k 中即时消息、电话会议、v o i c e m a i l 、域间呼叫等 实现； 第五章详细描述了v o i p 的计费和客户管理及其网络管理的实现； 第六章总结了论文的工作和系统中有待进一步完成的工作。 譬 哼 k l ， l q 第二章i p 电话的相关标准和协议 5 第二章ip 电话的相关标准和协议 从口电话概念的提出到现在整整十年了，在这十年间i p 电话经历了从无到 有、从稚嫩到成熟的一个过程，在这个过程中出现了很多标准组织，这些标准组 织对口技术的发展做出了巨大的贡献。这些标准组织制定的标准在不同的环境 和应用下各有优劣。本章将简要介绍一下v o l p 的相关标准组织，并对各个组织制 定的标准做详细的说明和比较。 ； 2 1 相关标准组织 由于口电话技术标准开发设计的领域较多，从而参与和制定标准的组织和厂 家也较多。但目前国际上影响较大的国际化标准组织主要有如下四家【3 j ： 1 国际电信联盟标准化组织( r r u 一叼 i t u 是电信界最权威的标准制订机构，成立于1 8 6 5 年5 月1 7 日，1 9 4 7 年1 0 月1 5 日成为联合国的一个专门机构，总部设在瑞士日内瓦。经过1 0 0 多年的变迁， 1 9 9 2 年1 2 月，为适应不断变化的国际电信环境，保证i t u 在世界电信标准领域 的地位，i t u 下设理事会、电信标准部门、无线电通信部门和电信发展部门。电 信标准部、无线电通信部和电信发展部承担着实质性标准制订工作。目前电信标 准部设有1 4 个研究组，分别从事：1 、网络和业务运营2 、电信经济和政策在内 的资费和结算原则3 、电信管理网和网络维护4 、对电磁环境影响的保护5 、外部 设备、数据网和开放系统通信6 、远程信息处理系统的特性7 、电视和声音传输8 、 电信系统的语言和一般的软件问题9 、信令要求和规约1 0 、网络和终端的端对端 传输特性1 1 、网络总体方面1 2 、传送网络1 3 、系统和设备1 4 、多媒体业务和系 统等方面的研究。 ” 电信标准部在v o i p 的发展中起了举足轻重的作用。n u t 主要侧重于电信 标准的制定，尤其使公共网络应用方面的标准。其制定的i p 电话协议主要包括 h 3 2 3 、h 2 4 5 等。另外在多媒体业务上，也制定了很多重要的标准。视频信号编 解码标准：i t u th 2 6 1 、1 1 r u th 2 6 3 、n u th 2 6 3 + 、1 1 r u th 2 6 3 + + 、h 2 6 4 。 语音信号编解码标准：r r u - tg 7 1 1 、l ，r u - t ( 2 7 2 2 、 1 t u tg 7 2 8 、r r u t g ；7 2 2 1 。 2 i n t e r n e t 工程任务组( m 邗) i e t f 是i n t e r n e t 工程任务组( i n t e r n e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e ) 的简写。始于 1 9 8 6 年的i e t f 是推动i n t e m e t 标准规范制定的最主要的组织。对于虚拟网络世界 的形成，i e t f 起到了无与伦比的作用。除t c p i p 外，所有互联网的基本技术都 6 一种支持多媒体增值业务的v o l p 服务器 是由i e t f 开发或改进的。i e t f 工作组创建了网络路由、管理、传输标准，这些 正是互联网赖以生存的基础。i e t f 工作组定义了有助于保卫互联网安全的安全标 准，使互联网成为更为稳定环境的服务质量标准以及下一代互联网协议自身的标 准。i e t f 标准是在一种开放的、无所不包的过程中开发出来的。所有i e t f 文档 都可在互联网上随意取阅，并可免费复制。i e t f 是一个非常大的开放性国际组织， 由网络设计师、运营者、服务提供商和研究人员组成，致力于i n t e r n e t 架构的发 展和顺利操作。大多数i e t f 的实际工作是在其工作组( w o r k i n gg r o u p ) 中完成 的，这些工作组又根据主题的不同划分到若干个领域( a r e a ) ，如路由、传输、网 络安全等。 s i p 协议是i e t f 制定的m 协议。由于其简单性得到了世界运营商的普遍 支持，成为一种v o i p 的主流协议。 3 欧洲电信标准协会 欧洲电信标准协会e t s i ( e u r o p e a nt e l e c o m m u n i c a t i o n ss t a n d a r d si n s t i t u t e ) 创 始于1 9 8 8 年，涉足移动网的g s m ( 全球移动通信系统) 、d e c t ( 欧洲数字无绳 电话通信) 、t e t r a ( t r a n s - e u r o p e a nt r u n k e dr a d i os y s t e m ) 以及固定网的i s d n ， b - i s d n ，a t m ，s d h 和t m n ( t e l e c o m m u n i c a t i o n sm a n a g e m e n tn e t w o r k ) 等标 准化领域。随着数据业务的发展，i p 技术逐渐成为人们关注的焦点，而在话音 应用中采用口技术存在着与电路交换网s c n ( s w i t c h e dc i r c u i tn e t w o r k ) 之间的互 操作性问提，并且在分组网上传送话音的技术本身也尚未成熟。1 9 9 7 年3 月1 4 日，e t s i 开始研究v o i p 与现有电信网的互操作性问提，并于1 9 9 7 年4 月1 7 日 e t s i 第6 次公告会议上创建了t i p h o n ( t e l e c o m m u n i c a t i o n sa n di n t e r a c tp r o t o c o l h a r m o n i z a t i o no v e rn e t w o r k s ) - e 程。 e t s it i p h o n 工程的主要宗旨是综合电信和i n t e r a c t 两大技术，实现v o l p 网 与电路交换网的互连。它着眼于业务和规范两个方面存在的问提，并致力于获得 全球范围内的认可。t i p h o e 工程希望向各类网络运营者都能提供面向业务的解 决方案，它不考虑重新制定新的标准，而是使用e t s i 和i t u 已有的方案，其工 作主要是基于h 3 2 3 系列建议和现有的电路交换网标准。 在技术层面，e t s i t i p h o n 工程的主要目标是规定一套业务互操作性要求， 确定接口和功能方面的体系结构，对呼叫控制程序、信息流和协议进行规定，研 究端到端服务质量( q o s ) 参数、e 1 6 4 地址与口地址之间的转换，同时规定计费和 安全方面的技术问提。它下设6 个工作组( w o r kg r o u p ) 和一个专家任务组 ( s p e c i a l i s tt a s kf o r c e ) ，即总体要求组( w g l ) ，体系结构组( w g 2 ) 、协议组 ( w g 3 ) ，命名、编号和寻址组( w g 4 ) ，端到端的服务质量组( w g 5 ) ，证实和 展示组( w g 6 ) 以及专家任务组( s 耶1 1 4 ) 。 4 国际多媒体远程会议集团 t 每 v p k “ k 第二章口电话的相关标准和协议 7 国际多媒体远程会议集团( i m t ci n t e m e tm u l t i m e d i at e l e c o n f e r e n c i n g c o n s o r t i u m ) 是一个非盈利的、致力于发展和制定电视电话标准的组织。它的宗 旨是建立开放的国际标准，推动、鼓动和促进交互式多媒体远程会议解决方案的 应用和实现。它的基本目标是组织渗入多媒体远程会议产品和业务的各种组织， 从而帮助创建和采纳所需标准。 y 2 2v o i p 相关协议 互联网的高速发展和v o l p 广阔、诱人的应用前景，在上述组织的推动下，v o i p 协议的标准化进程获得了长足的进步。目前v o i p 技术涉及到的协议如图2 1 所示 2 2 1r t p 协议 i n t e r n e t 是一个数据传输网络，采用分组交换技术。分组交换和电路交换不 同，不再采用时分复用技术，而是采用统计复用技术。i p 是一种尽力而为的网络 传输协议，它不对分组传输提供质量保证。对于实时应用，如分组语音、视频会 议等，其主要的质量要求是端到端的时延、时延抖动和分组丢失率。 端到端的时延如果小于1 5 0 m s ，人的听力并不能察觉，如果端到端的时延位 于1 5 0 m s 和4 0 0 m s 之间，虽然对人的听力造成一定的影响，但可以接受。如果端 到端的时延大于4 0 0 m s ，则将严重影响语音会话的交互性。与端到端的时延相比， 8 一种支持多媒体增值业务的v o l p 服务器 更能影响语音和视频传输质量的问题是时延抖动问题。由于i n t e r n e t 是分组交 换，数据分组采用存储转发的方式传送。而数据分组在队列中的排队时间是随机 变化的。从同一地点出发，到达同一目的地，但出发前后相差一个小时，他们到 达的时间差肯定不会精确到一个小时。 最后一个质量要求是分组丢失率。i p 并不能保证分组正确的到达目的地，选 择好的传输层协议，如t c p ，可以通过重传解决分组丢失的问题。但是对于实时 应用而言，根本不能容忍重传数据分组造成的巨大的时延。因此t c p 对实时应用 并不适用。实时应用往往选择u d p ，但是u d p 作为传输层协议，仍然无法解决分 组丢失和分组失序问题。 消除延时抖动所造成的影响的两种策略：固定延时播放、自适应延时播放。 存在分组丢失的前提下，改善语音质量的机制，这样的机制就是分组补偿机 制。分组丢失，这里有了更加广泛的含义。在网络传输中丢失的分组，即指发送 者发送到网络后一直未被接受者接受的分组，被认为是丢失了的分组。另一种是 虽然分组被接受者接受但是接受时间已经超过了该分组的预期播放时间，这一种 分组也被认为是丢失的分组。 r t p 分组由分组首部和净荷两部分组成，净荷通常是数字化的语音数据。它 通过采样语音信号、量化采样信号，并对量化后的采样数据进行编码得到。r t p 首部如图2 2 所示。经过编码后的数字化语音数据加上r t p 首部后，发送给u d p 层。 vpxc cmp t 序号 时间戳 同步源标识符 提供同步源标识符列表( 0 - 1 5 项) 图2 2r t p 首部帧结构 2 2 2r t c p 协议 实时传输控制协议r t c p ( r c a l t i m ct r a n s p o r tc o n t r o lp r o t o c 0 1 ) ：负责管理传 输质量在当前应用进程之间交换控制信息。在r t p 会话期间，各参与者周期性地 传送r t c p 包，包中含有已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资 料，因此，服务器可以利用这些信息动态地改变传输速率，甚至改变有效载荷类 型。r t p 和r t c p 配合使用，能以有效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化， 故特别适合传送网上的实时数据。 r t p r t c p 工作过程： 够 簟 、一 p 疃 九 k l 气 第二章口电话的相关标准和协议 9 工作时，r t p 协议从上层接收流媒体信息码流( 如h 2 6 3 ) ，装配成r t p 数 据包发送给下层，下层协议提供r t p 和r t c p 的分流。如在u d p 中，r t p 使用 一个偶数号端口，则相应的r t c p 使用其后的奇数号端口。r t p 数据包没有长度 限制，它的最大包长只受下层协议的限制。 r t c p 协议将控制包周期发送给所有连接者，应用与数据包相同的分布机制。 低层协议提供数据与控制包的复用，如使用单独的u d p 端口号。r t c p 执行下列 四大功能： 1 ) 用反馈信息的方法来提供分配数据的传送质量，这种反馈可以用来进行流量 的拥塞控制，也可以用来监视网络和用来诊断网络中的问题； 为r t p 源提供一个永久性的c n a m e ( 规范性名字) 的传送层标志，因为在 发现冲突或者程序更新重启时s s r c ( 同步源标识) 会变，需要一个运作痕迹，在一 组相关的会话中接收方也要用c n a m e 来从一个指定的与会者得到相联系的数据， 流( 如音频和视频) ； 3 l 根据与会者的数量来调整r t c p 包的发送率； 钔传送会话控制信息，如可在用户接口显示与会者的标识，这是可选功能。 在口组播场合应用r t p 时，前3 个功能是必须的，推荐用于所有情形。r t p 应用设计人员必须避免使用仅在单播模式下工作的机制，那将导致无法扩展规模。 2 2 3h 3 2 3 协议 h 3 2 3 协议由国际电信联盟( 盯u ) 制定，目标是为分组交换网上的多媒体通 信系统提供标准。因此，它的设计思想包括： 1 ) 适用的网络类型是分组交换网络( p b n - - p a c k e db a s e dn e t w o r k ) 。 2 ) 适用的通信内容涵盖语音、视频和数据及其它们的组合。 3 ) 目标系统应该支持p b n 与其它类型网络的互通，包括p s t n ，i s d n ，b i s d n 和q o s 有保证的l a n 。 钔目标业务包括电话会议，因此需要考虑多点通信的控制。 5 ) 描述的技术内容主要是p b n 上实现多媒体通信的系统定义和一般控制过程。 h 3 2 3 协议是一个框架性协议，旨在定义多媒体通信系统的整体结构和主要 工作过程，它需要一组协议的支持，包括音视频编码协议、呼叫控制协议、媒体 流传输协议等等。这些协议规定了系统详细的技术内容，并在h 3 2 3 协议的组织 下，与h 3 2 3 协议一起构成了分组多媒体通信系统的技术标准。 1 1 r r u t 至今已相继推出了h 3 2 3 协议的四个版本。1 9 9 6 年的第一版中规范 了终端、网关、网守和多点控制单元四个组成部分的功能，然而留下了很大的释 义余地，在不同系统问互操作性上也不能给予保证。为了改进操作效率，1 9 9 8 年 初公布了h 3 2 3 协议的第二版本，把寻址能力推广到非h 3 2 3 的域名查号和域名 1 0 一种支持多媒体增值业务的v o l p 服务器 访问并加入了验证授权等控制。1 9 9 9 年u 又公布了面向大范围网络应用的 h 3 2 3 第三版本，包括带宽管理和q o s 等功能。最新的第四版对网络应用的稳定 性、冗余性及可扩展性等问题作了补充，使通话质量得到进一步的保证。 1 h 3 2 3 协议的特点 h 3 2 3 协议的推出符合在开放式网络平台和应用平台上进行互连互通的通 信发展趋势。它具有以下几个的特点： ( 1 ) 编码标准统- - ：h 3 2 3 为音频和视频数据流的压缩和解压缩提供了统一的标准， 保证来自不同厂商的设备具备相同的支持。 ( 2 ) 采用了协商机制：用户希望在与其它用户进行通信时无需考虑兼容性问题。 h 3 2 3 协议在保证接收者可以解压缩信息以外，还规范了接收端和发送端之间在 交换媒体流之前的控制过程，借以通告彼此的处理能力从而协商媒体通信的方式。 ( 3 ) 网络独立性：h 3 2 3 基于底层网络结构之上。随着包括带宽管理技术在内的各种 网络技术的不断发展，基于h 3 2 3 的解决方案可以无需修改直接利用这些增强的 特性。 ( 4 ) 平台独立性：h 3 2 3 不依赖于任何硬件和操作系统，遵循h 3 2 3 的平台可以是各 种式样和大小的，包括个人电脑、专用平台、有p 功能的电话等。 ( 5 ) 多点支持：h 3 2 3 中的m c u ( 多点控制单元) 提供了一个强大和灵活的结构，可以 支持三点和更多点的会议。 ( 动带宽管理：由于音频和视频通信传送的数据量大不仅本身对网络带宽的需求高， 而且很容易引起网络拥塞。h 3 2 3 的带宽管理功能，可以限制同时发生在网络中 的h 3 2 3 连接数目或h 3 2 3 可使用的总带宽，从而保证关键的通信不受影响。 2 h 3 2 3 协议栈构架 在0 s i 七层参考模型的分层结构中，h 3 2 3 协议属于应用层的控制协议。h 3 2 3 协议栈的结构如图2 3 所示。 a v ( 音频、视频) 应用 终端控制和管理数据应用 音频编码视频编码h 2 2 5 0h 2 2 5 0 h 2 4 5 媒体t 1 2 0 系列 标准 标准i 淞控制呼叫控制信道控制 g 7 x x h 2 6 x r t p r t c p u d p t c p 网络层 链路层 物理层 图2 3h 3 2 3 标准协议栈 孽 簟 0 氏 l 文 h k 第二章口电话的相关标准和协议 1 1 协议栈的下面三层为p s n 的底层协议。涉及的传输层协议有两类：u d p ( u s e r d a t a g r a mp r o t o c 0 1 ) ，用于传送实时媒体流以及传送终端与网守间交互的信令；t c p ( t r a n s m i s s i o nc o n t r o lp r o t o c 0 1 ) ，用于传送呼叫控制和媒体信道控制信令以及数据 信号。 协议栈中的语音编码协议采用g 系列标准，其中g 7 1 1 为必选编码方式，其 余任选目前在口电话中最常用的是g 7 2 3 1 和g 7 2 9 a 。视频编码采用h 2 6 0 系 列标准，如h 2 6 1 ，h 2 6 3 等。经过编码的语音视频信号封装在r t p 协议分组中发 送到网络上，同时由r t c p 提供q o s 监测控制。 数据通信采用t 1 2 0 系列协议，它是用于多媒体会议的数据协议。t 1 2 0 系列 协议规定了如何在一次多媒体多点会议的过程中有效、可靠且实时地分配应用数 据，以确保不相似端点之间透明的互操作性。其中t 1 2 2 t 1 2 5 协议定义了多点通 信层的功能、结构。t 1 2 3 协议定义了底层的网络传输协议，在不同的网络上向多 点通信层提供了共同的接口，使得m c s 能够独立网络。 h 2 2 5 0 和h 2 4 5 是协议栈中的核心协议前者主要用于端点与网守间的通信 以及呼叫的控制，后者建立媒体信道，控制媒体流的传输。在h 3 2 3 中，呼叫指 的是两个端点之间的一种点到点的联系。而呼叫建立后，端点之间的通信可能包 含多种媒体，每种媒体信息在一个逻辑信道上传送。逻辑信道可以是面向连接的。譬 t c p 通道，也可以是无连接的u d p 通道。每个通道的打开、关闭、参数设定、 收发双方的能力协商等控制功能由h 2 4 5 协议完成。h 2 4 5 的控制信号在一条专 门的可靠信道上传送，称为h 2 4 5 控制信道，控制信道必须先于传送媒体流的逻 辑信道建立，并在通信结束后释放。 在呼叫开始之前，端点一般需要遵循h 2 2 5 0 中的r a s 协议，注册在h 3 2 3 系统中的控制点网守上，以便接受网守的呼叫认证管理和地址解析服务。之 后由h 2 2 5 0 中的呼叫控制协议规范端点之间建立呼叫联系的交互过程，同时建 立h 2 4 5 控制信道。当控制功能移交给h 2 4 5 以后，原则上呼叫联系即可释放， 但也可以到整个通信过程结束后才释放呼叫，呼叫的释放也遵循h 2 2 5 协议的规 定。h 2 2 5 0 协议还规定了在发送前如何对数据进行封装。从栈结构中可以看出音 频视频信息是用r t p 协议封装的，r a s 协议消息在传输层上用u d p 协议封装， 呼叫控制消息、h 2 4 5 消息和数据信号用t c p 封装。 3 h 3 2 3 呼叫的建立 建立一个h 3 2 3 的点对点呼叫，需要在两个口终端之间使用两个t c p 建立连 接，一个用户呼叫建立，另一个用于呼叫控制和性能交换。t c p 的连接是主叫方 对应于被叫方上已知端口所建立的，这个连接承载的是h 2 5 5 0 所定义的呼叫建 立消息，通常叫做q 9 3 1 通道或者呼叫信令通道。呼叫控制消息使用第二个t c p 连接。在收到呼入的同时，被叫方也在一个动态端口上监听t c p 连接。于是，它 一种支持多媒体增值业务的v o l p 服务器 在这个端口上应答呼叫接受消息。然后，主叫方随后会在这个端口上建立第二个 t c p 连接。第二个t c p 连接承载h 2 4 5 中所定义的呼叫控制消息。一旦h 2 4 5 通 道建立成功，第一个连接就不需要了。完成一次通话一般需要如下过程：第一个 阶段为呼叫初始化，第二阶段是建立控制信道，第三阶段是呼叫开始，第四阶段 是通话，最后一个阶段结束。其中第二个阶段主要完成性能协商和主从确定。 4 r a s 协议 r a s 全称为r e g i s t r a t i o n a d m i s s i o n s t a t u s ，是端点和网守之间的通信协议，它 包含的过程有网守搜寻、端点注册、端点定位、呼叫认证、呼叫退出、带宽管理 和状态查询等。 在r a s 过程所用到的消息中，a r q | a c f 和d r q d c f 是整个呼叫控制过程 的第一对和最后一对消息，分别标志呼叫的开始和结束。在a r q 消息中，端点 给出目的端的标识，网守如果接纳呼叫，则把目的端或自己的呼叫控制信道传输 层地址在a c f 中返回。不但主叫发起呼叫前要发送a r q 请求，被叫在收到对端 的s e t u p 消息时也要向所属网守发送a r q 请求，在a r q 消息中有参数区分是哪 一种情况。在a r q 消息中还有3 个关于呼叫的标识参数： ， 呼叫引用值c r v ( c a l lr e f e r e n c ev a l u e ) ：该参数用于标识呼叫，仅在呼叫段 上局部有效。例如呼叫采用网守路由模式，则在主叫端网守和网守被叫 端两个呼叫段上的c r v 一般不同。 呼叫标识c a l l i d ：也用于标识呼叫，但它是一个全局有效参数。也就是说即 使呼叫被分为若干段，属于同一呼叫的r a s 消息和呼叫信令消息中的此标识都相 同。 会议标识c i d ( c o n f e r e n c e 叫：用于会议的唯一标识，由主叫端建立。c i d 由端点网络地址、会议呼叫发